Die Natur ist Gentechniker!

6. März 2019 von Laborjournal

„Um sich an die Umwelt anzupassen, übernehmen Gräser bestimmte Gene von verwandten Arten — und das auf direktem Weg von Pflanze zu Pflanze.“ So stand es in einer Meldung der Uni Bern, die der Redaktion vor gut zwei Wochen auf den Tisch flatterte.

„Wow, offenbar horizontaler Gentransfer at its best“, dachte unser Chefredakteur sofort. Doch komischerweise formte sich vor seinem geistigen Auge eben nicht — wie eigentlich sonst immer — zunehmend eine Idee, wie er die beschriebene Studie in Laborjournal aufgreifen könnte. Vielmehr stieß dieses Stichwort seine Gedanken umgehend mitten in die aktuelle Gentechnik-Debatte, die angesichts der jüngsten Entwicklung des „spurenfreien“ Gene Editings via CRISPR und Co. im Hamsterrad der Irrationalitäten ja nochmal ein bis zwei Gänge hochgeschaltet hatte.

Kaum etwas ist doch annähernd so umfassend erforscht, wie die verschiedenen gentechnischen Methoden inklusive der mittelfristigen Folgen und Nicht-Folgen ihrer Anwendungen — so dachte er. Entsprechend verlegen sich die Rundum-Ablehner von Ökos, Grünen, SPD und generellen Fortschrittsfeinden ja auch immer weniger auf wissenschaftliche Argumente. Stattdessen diskreditieren sie lieber gleich die ganze Wissenschaft an sich. Oder — und jetzt kommen wir langsam zur oben erwähnten Studie — sie schwurbeln aufgrund eines romantisch-falschen Naturbegriffs irgendwas von wegen „unnatürliche Methoden“ herum.

Und jetzt das! Da finden doch Forscher tatsächlich, dass die Vorfahren einer Grasart im Laufe ihrer Evolution insgesamt sechzig Gene aus neun verschiedenen, nur sehr weitläufig verwandten Gräsern stibitzt und in ihr eigenes Genom integriert haben. Einfach so, über sämtliche Artgrenzen hinweg! In freier Natur, ohne Labor — und noch viel kruder, als CRISPR und Co. es jemals könnten!

Dabei sind die Gräser beileibe nicht das erste Beispiel, wie schamlos die Natur seit jeher ohne jegliches Zutun des Menschen „Gentechnik“ betreibt. Sie sind auch nicht erst die zehnte oder zwanzigste „Ausnahme“! So scheint vielmehr in sämtlichen evolutionären Linien horizontaler Gentransfer stattgefunden zu haben. Bereits zuvor hatte die Wissenschaft beispielsweise festgestellt, dass sich Farne wichtige Gene aus Moosen holten, dass Läuse sich bei Bakterien bedienten, dass die Süßkartoffel ein natürlich gentechnisch veränderter Organismus (GVO) ist. Gleiches gilt für Fliegen, Würmer und und und… bis hin zu uns Menschen. Knapp 150 Gene übernahmen unsere Primaten-Vorfahren offenbar aus Bakterien, Einzellern und Pilzen in ihr Genom, wo sie heute wichtige Funktionen für uns erfüllen — etwa im Fettstoffwechsel oder der Immunabwehr.

Alles Natur pur also! Und das aktuell so heiß diskutierte Genome Editing sowieso. Im Darm eines jeden einzelnen von uns CRISPR’t es wahrscheinlich millionenfach — pro Tag!

Nein, die Natur ist nicht romantisch, sie ist pragmatisch. Und ihre Exekutive ist die Evolution. Komplett wertfrei probiert sie alles Mögliche aus — und wenn ein Organismus von irgendeiner evolutionären Rumprobiererei einen Nutzen hat, wird das Resultat über die nächsten Generationen in der gesamten Population fixiert. Klar, dass sie dazu als Werkzeug auch gerne den horizontalen Gentransfer über Artgrenzen hinweg benutzt. Oder Transformation via Plasmid oder Virus-Vektor. Oder Genome Editing… Schlichtweg alles, was man heute Gentechnik nennt, und noch viel mehr.

Einiges davon kriegt der Mensch inzwischen auch im Labor hin, und einiges davon inzwischen auch deutlich schneller und zielgerichteter als die Natur. Aber prinzipiell unnatürlich wird es dadurch nicht. Auch wenn die Gentechnik-Gegner es gerne so hätten. Nein, ganz im Gegenteil: Dass Gentechnik unnatürlich sei, ist ein ganz schwaches Argument — und kann nur von Leuten kommen, die die Natur nicht verstanden haben…

Ralf Neumann

(P.S.: Natürlich fragt sich unser Chefredakteur jetzt, ob er genau diese Gedanken nicht mal in Laborjournal schreiben sollte — statt diese Gräser-Studie etwa routinemäßig als Nachricht oder Journal Club zu referieren. Aber wäre das gerade den Laborjournal-Lesern gegenüber nicht lediglich „Preaching to the Converted“, wie die Engländer so schön sagen?… Hm, vielleicht aber doch nicht nur…)

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Best of Science Cartoons (30)

8. Oktober 2014 von Laborjournal

Fand ein Einzeller ein Stückchen DNA…

Von Pedro Veliça via deviantART

Beliebtes Gen zum „Schattenparken“

29. August 2014 von Laborjournal

Weil’s so schön war, gleich noch ein Beispiel zu den verschlungenen Pfaden, die gewisse Gene  bisweilen evolutionsgeschichtlich einschlagen. Und gleichsam ein eindrucksvolles Lehrstück zu „Natürlichkeit“ und Nutzen des horizontalen Gentransfers (HGT).

Hauptdarsteller diesmal sind Farne. Diese tummeln sich ja bekanntlich am liebsten an den schattigeren Plätzchen des Waldbodens — weswegen sie für ihre lichtgetriebenen Entwicklungsschritte (Photomorphogenese) logischerweise besonders empfindliche Lichtsensoren brauchen. Schon hier wird’s interessant: Die allermeisten heutigen Farne nutzen für die „Schattensicht“ einen Photorezeptor namens Neochrom, der wiederum aus zwei Photorezeptoren besteht, die beide aus höheren Pflanzen wohl bekannt sind — ein Rotlicht-empfindliches Phytochrom fusioniert mit einem Blaulicht-absorbierenden Phototropin.

Vor ewigen Zeiten mussten wohl irgendwelche Organismen gemerkt haben, dass sich aus den beiden Photorezeptoren ein besonders empfindlicher Super-Lichtsensor bauen ließe, mit dem man auch im Halbdunkel gut gedeihen könne — das jedenfalls war zunächst die Hypothese des Doktoranden Fay-Wei Li samt seiner Chefin Kathleen Pryer von der amerikanischen Duke University. Also machte sich Li schließlich auf, in den Sequenzdatenbanken nach potentiellen unfusionierten Nachkommen genau derjenigen alten Phytochrome und Phototropine zu suchen, aus denen die Farn-Vorfahren einst erstmals ihren hybriden Super-Schatten-Lichtsensor zusammengebastelt hatten.

Li ließ seine Programme die Datenbanken rauf und runter suchen — fand aber nicht einen Kandidaten. Diesen Beitrag weiterlesen »

Wachstum, Vielfalt, Chaos… und Tod

3. Januar 2013 von Laborjournal

Zwei ganz große Persönlichkeiten der Biowissenschaften erlebten das neue Jahr nicht mehr: Rita Levi-Montalcini (r.) und Carl Woese (l.).

Rita Levi-Montalcini starb am 30. Dezember als älteste noch lebende Nobelpreisträgerin (1986, zusammen mit Stanley Cohen) im Alter von 103 in Rom. Mit der Entdeckung und Isolierung des Nervenwachstumsfaktors NGF, wie auch später des Epidermalen Wachstumsfaktors EGF, lieferte sie entscheidende Grundlagen für die Entschlüsselung des Konzepts der Entwicklungssteuerung durch Polypeptid-Wachstumsfaktoren. Mehr dazu in den Nachrufen etwa hier, hier und hier.

Am gleichen Tag starb in Urbana, Illinois, 84-jährig Carl Woese, „Vater der Archaeen“ und entscheidender Pionier der molekularen Systematik und Evolutionsforschung durch Sequenzvergleiche. Woese erhielt zwar keinen Nobelpreis (dafür aber unter anderem den Crafoord-Preis), war aber für die moderne Biologie womöglich noch prägender als Levi-Montalcini. Warum, das enthüllt unter anderem ein Gespräch, welches unsere Mitarbeiterin Karin Hollricher vor knapp zehn Jahren mit Woese führte (Laborjournal 4/2003: 28-32) — und das wir hier nochmals präsentieren: Diesen Beitrag weiterlesen »

Mehr Gene als bisher gedacht

24. November 2012 von Laborjournal

Schon mal gemerkt, dass Studien mit dem Fazit „höher/weiter/mehr als bisher gedacht“ gerade große Konjunktur haben? Neuestes Beispiel: Gleich zwei frische Paper verkünden, dass nicht nur in Bakterien, sondern auch in frühen Eukaryoten horizontaler Gentransfer — also die Aufnahme von Genen anderer Organismen ins eigene Genom — weitaus häufiger stattfand „als bisher gedacht“.

In der ersten Studie widmeten sich chinesische Forscher den Bedingungen vor knapp einer halben Milliarden Jahre, als gewisse Moose als erste höhere Organismen das Wasser verließen. Um plausible Rückschlüsse auf diesen epochalen Landgang zu ziehen, blickten die Chinesen dem Kleinen Blasenmützenmoos Physcomitrella patens mit spezieller Software ein wenig schärfer ins bereits sequenzierte Genom. Am Ende hatten sie darin 128 Gene aus 57 verschiedenen Genfamilien identifiziert, welche die Moos-Vorfahren seinerzeit direkt aus Bakterien, Viren und Protozoen in ihr Genom integriert hatten. Diesen Beitrag weiterlesen »

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